HIV-1 Intasome Assembly and Function
HIV-1 整合体的组装和功能
基本信息
- 批准号:10767386
- 负责人:
- 金额:$ 31.47万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-12-15 至 2028-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Acquired Immunodeficiency SyndromeAddressAffectArchitectureBindingBiologyBiophysicsChimera organismChromatinChromosomesClinicalCollaborationsComplexCosts and BenefitsDNADNA RepairDiseaseDrug TargetingDrug resistanceExhibitsFamily memberGenomeGenomicsGoalsHIVHIV-1HIV-1 integraseHistonesHumanHuman GenomeIn VitroIndividualInfectionIntegraseIntegration Host FactorsKineticsLengthLentivirusLesionLinkLong Terminal RepeatsMechanicsMouse Mammary Tumor VirusMutationNuclear EnvelopeNucleosomesOutcomePathogenicityPatternPeptidesPositioning AttributePost-Translational Protein ProcessingProcessProductivityProteinsRegimenReportingRetroviridaeReverse TranscriptionRoleSideSiteSpumavirusStructureTimeViralVirusanimationantiretroviral therapycellular transductioncofactorcombinatorialdesigndimerfeature detectionflexibilitygenomic RNAimaging platformin vitro activityinnovationintegration siteleukemiamolecular imagingpandemic diseaseparticleprototyperesistance mutationsingle moleculestoichiometrytherapeutic targettranscriptional coactivator p75vector
项目摘要
PROJECT SUMMARY / ABSTRACT
New HIV-1 infections continue to drive a worldwide pandemic. Combinatorial anti-retroviral therapies (cART)
have helped to blunt the clinical outcomes of HIV-1 infected individuals. However, drug-resistance mutations
continue to challenge cART regimens underscoring the importance of identifying new viral drug targets.
HIV-1 integration into the human genome is essential for a productive infection. Integration is catalyzed by the
retrovirus encoded integrase (IN) that forms a complex with the long terminal repeat (LTR) ends of the viral
cDNA, produced by reverse transcription of the HIV-1 genomic RNA. The resulting intasome precisely positions
the LTR-ends for catalytic strand-transfer into a genomic target site. Structural comparisons show that all seven
retrovirus genera maintain a central Conserved Intasome Core (CIC) containing a tetramer of IN. Some
retrovirus family members expand the structure surrounding the CIC by appending additional IN subunits. For
example, the prototype foamy virus (PFV) intasome assembles into a simple IN-tetramer while the mouse
mammary tumor virus (MMTV) forms an IN-octamer by attaching IN-dimers to either side of the CIC. IN octamer,
decamer, dodecamer (12-mer) and hexadecamer (16-mer) intasomes have been reported for HIV-1.
Remarkably, the contributions of IN-multimer architecture to HIV-1 biology is largely unknown.
The IN-assembly progressions that result in a fully formed HIV-1 intasome are similarly unknown. During
infection, reverse transcription and intasome assembly occurs at or near the nuclear membrane. The host
cofactor LEDGF/p75 appears to facilitate chromatin localization of the HIV-1 intasomes, and deletion of
LEDGF/p75 reduces HIV-1 integration at least 10-fold. We have found the non-conserved peptides linking well-
known conserved IN domains control HIV-1 IN-multimer architecture, and that LEDGF/p75 is necessary for
efficient HIV-1 intasome assembly in vitro. These observations underpin several key unanswered questions:
What are the factors that guide IN multimer progressions resulting in a fully assembled HIV-1 intasome? What
is the function of LEDGF/p75 in HIV-1 intasome assembly and/or chromatin interactions? How does HIV-1 IN-
multimer architecture impact genomic target site selection in cellulo?
We propose to utilize innovative real-time single molecule imaging and analysis to understand the contributions
of IN-multimer architecture on HIV-1 mechanics with the following Specific Aims: 1.) determine the IN assembly
progressions that control HIV-1 intasome architecture, 2.) determine the role of HIV-1 intasome architecture on
the dynamic interactions with defined target DNA and chromatin in vitro, and 3.) determine the role of HIV-1
intasome architecture on targeting host chromatin features in cellulo.
These studies are designed to interrogate the animated processes that support HIV-1 intasome architecture
with the goal of identifying additional retroviral progressions that might be exploited as therapeutic targets.
项目概要/摘要
新的 HIV-1 感染继续导致全球大流行。联合抗逆转录病毒疗法(cART)
有助于削弱 HIV-1 感染者的临床结果。然而,耐药突变
继续挑战 cART 方案,强调识别新病毒药物靶点的重要性。
HIV-1 整合到人类基因组中对于有效感染至关重要。整合的催化因素是
逆转录病毒编码的整合酶(IN)与病毒的长末端重复(LTR)末端形成复合物
cDNA,由 HIV-1 基因组 RNA 逆转录产生。所得的嵌体精确定位
用于催化链转移到基因组靶位点的 LTR 末端。结构比较表明,所有七个
逆转录病毒属维持包含 IN 四聚体的中央保守整合体核心 (CIC)。一些
逆转录病毒家族成员通过附加额外的 IN 亚基来扩展 CIC 周围的结构。为了
例如,原型泡沫病毒(PFV)整合体组装成简单的IN四聚体,而小鼠
乳腺肿瘤病毒 (MMTV) 通过将 IN-二聚体连接到 CIC 的任一侧来形成 IN-八聚体。在八聚体中,
据报道,HIV-1 存在十聚体、十二聚体(12 聚体)和十六聚体(16 聚体)嵌体。
值得注意的是,IN 多聚体结构对 HIV-1 生物学的贡献在很大程度上尚不清楚。
导致完全形成的 HIV-1 嵌体的 IN 组装进程同样未知。期间
感染、逆转录和嵌体组装发生在核膜处或核膜附近。主人
辅助因子 LEDGF/p75 似乎促进 HIV-1 嵌体的染色质定位,并删除
LEDGF/p75 使 HIV-1 整合减少至少 10 倍。我们发现非保守肽连接良好-
已知的保守 IN 结构域控制 HIV-1 IN 多聚体结构,并且 LEDGF/p75 对于 HIV-1 IN 多聚体结构是必需的
体外有效的 HIV-1 嵌体组装。这些观察结果支撑了几个尚未解答的关键问题:
引导 IN 多聚体进展产生完全组装的 HIV-1 嵌体的因素有哪些?什么
LEDGF/p75 在 HIV-1 嵌体组装和/或染色质相互作用中的功能是什么? HIV-1如何进入-
多聚体结构影响细胞中基因组靶位点的选择?
我们建议利用创新的实时单分子成像和分析来了解其贡献
HIV-1 机制上的 IN 多聚体架构的研究,具有以下具体目标:1.) 确定 IN 组装
控制 HIV-1 嵌体结构的进展,2.) 确定 HIV-1 嵌体结构在
体外与确定的目标 DNA 和染色质的动态相互作用,以及 3.) 确定 HIV-1 的作用
细胞内靶向宿主染色质特征的整合体结构。
这些研究旨在探究支持 HIV-1 嵌体结构的动画过程
目的是确定可能被用作治疗靶点的其他逆转录病毒进展。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A CRISPR/Cas9 library to map the HIV-1 provirus genetic fitness.
- DOI:10.4149/av_2019_201
- 发表时间:2024-09-13
- 期刊:
- 影响因子:1.7
- 作者:K. Yoder
- 通讯作者:K. Yoder
Absence of LEDGF/p75 Expression in Astrocytes May Affect HIV-1 Integration Efficiency.
星形胶质细胞中 LEDGF/p75 表达的缺失可能会影响 HIV-1 整合效率。
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yoder; K E
- 通讯作者:K E
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